Bài học

Ứng dụng tập tính trong chăn nuôi và bảo vệ mùa màng

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em giải thích được cơ chế của bẫy pheromone và bẫy đèn dựa trên tập tính côn trùng, nêu được nguyên lí huấn luyện động vật và kiểm soát sinh học dựa trên tập tính, và đề xuất được một biện pháp phòng trừ sâu hại dựa trên tập tính cho một tình huống cụ thể.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã học các hình thức học tập và bốn chức năng của tập tính — kiếm ăn, tự vệ, sinh sản, tổ chức xã hội (same-grade bridge). Bài này không đưa thêm khái niệm tập tính mới nào, mà cho thấy đúng những kiến thức đó được vận dụng ra sao trong đời sống nông nghiệp.

Khởi động

Ở nhiều cánh đồng lúa và ngô tại Việt Nam, thay vì chỉ phun thuốc trừ sâu, nông dân còn treo những chiếc bẫy nhỏ chứa một loại chất có mùi đặc biệt, hoặc bật đèn sáng suốt đêm giữa ruộng. Không một giọt thuốc hoá học nào trong những chiếc bẫy đó, vậy vì sao chúng vẫn thu hút và tiêu diệt được sâu hại hiệu quả?

Kiến thức trọng tâm

Huấn luyện động vật dựa chủ yếu trên nguyên lí điều kiện hoá hành động: một hành vi mong muốn được liên tục củng cố bằng phần thưởng (thức ăn, lời khen, đồ chơi) cho tới khi động vật chủ động thực hiện hành vi đó khi nhận đúng tín hiệu. Chó nghiệp vụ được huấn luyện đánh hơi ma tuý, voi được huấn luyện làm xiếc, hay đơn giản là dạy một chú chó nhà ngồi theo khẩu lệnh, đều đi theo đúng nguyên lí này — khác biệt chỉ ở độ phức tạp của hành vi và số lần củng cố cần thiết.

Nhiều loài côn trùng gây hại — như sâu đục thân hai chấm, sâu keo mùa thu — dùng pheromone giới tính, một chất hoá học do con cái tiết ra, để hấp dẫn con đực tìm đến giao phối; đây là một tập tính sinh sản bẩm sinh. Bẫy pheromone khai thác đúng tập tính đó: bên trong bẫy đặt một mồi tẩm pheromone giới tính tổng hợp giống hệt mùi của con cái. Con đực trong vùng cảm nhận được pheromone và bay theo hướng nồng độ tăng dần — một dạng hướng hoá ở côn trùng — tìm tới bẫy thay vì tìm tới con cái thật, rồi bị dính lại hoặc bị tiêu diệt bên trong bẫy. Vì số con đực bị loại khỏi quần thể tăng lên, tỉ lệ con cái được giao phối thành công giảm mạnh, kéo theo số lượng sâu ở thế hệ sau giảm theo mà không cần rải thuốc hoá học trên diện rộng.

Bẫy không tiêu diệt trực tiếp phần lớn quần thể mà cắt đứt khả năng sinh sản bằng cách khai thác đúng tập tính bẩm sinh của loài sâu hại.

Nhiều loài côn trùng hoạt động về đêm có tập tính bay về phía nguồn sáng, gọi là tính hướng quang. Bẫy đèn khai thác tập tính này: đặt đèn sáng giữa ruộng vào ban đêm để thu hút rầy nâu, bướm đêm và nhiều loại côn trùng gây hại khác bay tới, vừa giúp tiêu diệt trực tiếp, vừa giúp nông dân đếm số lượng côn trùng bắt được để dự báo mật độ sâu hại và quyết định thời điểm cần can thiệp thêm. Kiểm soát sinh học lại khai thác tập tính kiếm ăn hoặc tập tính kí sinh tự nhiên của một loài lên loài khác: nuôi và thả loài thiên địch — như ong kí sinh chuyên đẻ trứng vào ấu trùng sâu hại, hay bọ rùa chuyên ăn rệp — vào ruộng để thiên địch tự tìm và tiêu diệt sâu hại theo đúng tập tính sẵn có của chúng, giảm nhu cầu dùng thuốc hoá học.

Hiểu tập tính cũng định hình cách chăn nuôi nhân đạo hơn. Vì gia súc như trâu, bò vốn có tập tính xã hội sống theo bầy đàn, việc tách một cá thể ra vận chuyển một mình dễ gây stress nặng — nên các quy trình vận chuyển nhân đạo thường giữ cả nhóm đi cùng nhau. Vì gà mái có tập tính bẩm sinh tìm nơi kín đáo để đẻ trứng, chuồng trại thiết kế ổ đẻ riêng, có mái che, sẽ giảm hành vi bất thường so với nuôi trên nền trống hoàn toàn. Những thiết kế này không thay đổi được tập tính bẩm sinh của vật nuôi, mà điều chỉnh môi trường chăn nuôi cho phù hợp với đúng tập tính đó — giảm stress, tăng năng suất, đồng thời đúng theo hướng đối xử nhân đạo với vật nuôi.

Cả bốn hướng đều khai thác một tập tính có sẵn thay vì tạo ra một cơ chế mới.

Ví dụ

Giải thích cơ chế bẫy pheromone diệt sâu đục thân hại lúa

1
Nông dân đặt các bẫy chứa pheromone giới tính tổng hợp rải rác trên ruộng lúa để phòng trừ sâu đục thân hai chấm. Hãy giải thích cơ chế hoạt động của biện pháp này, dựa trên tập tính của loài sâu hại.
2
Ta có con cái sâu đục thân tiết pheromone giới tính để hấp dẫn con đực tìm đến giao phối — đây là tập tính sinh sản bẩm sinh, không cần học. (1)
3
Bẫy chứa pheromone tổng hợp có thành phần hoá học gần giống hệt pheromone tự nhiên của con cái, nên con đực trong vùng vẫn nhận diện và phản ứng với nó y như với con cái thật, bay theo hướng nồng độ pheromone tăng dần tới bẫy. (2)
4
Khi phần lớn con đực bị dính bẫy hoặc tiêu diệt, số con đực còn lại để giao phối với con cái giảm mạnh, khiến tỉ lệ trứng được thụ tinh giảm theo, kéo số lượng sâu ở thế hệ tiếp theo giảm xuống. (3)
5
Kết hợp (1), (2), (3): biện pháp này không tiêu diệt trực tiếp phần lớn quần thể sâu hại như thuốc hoá học, mà cắt đứt khả năng sinh sản của chúng bằng cách đánh lừa đúng tập tính bẩm sinh sẵn có.
6
Vậy bẫy pheromone hoạt động hiệu quả vì nó không tạo ra một cơ chế mới, mà khai thác chính xác tập tính sinh sản bẩm sinh của loài sâu hại, biến tập tính vốn giúp loài duy trì nòi giống thành điểm yếu bị con người lợi dụng để kiểm soát số lượng của chúng.

Ví dụ

Đề xuất biện pháp phòng trừ sâu keo mùa thu dựa trên tập tính (dạng đề kiểm tra)

1
Một hộ nông dân trồng ngô ở Tây Nguyên bị sâu keo mùa thu gây hại nặng vào ban đêm, làm giảm năng suất đáng kể. Hãy đề xuất một biện pháp phòng trừ dựa trên tập tính của loài sâu hại này và giải thích cơ chế của biện pháp đó.
2
Ta có sâu keo mùa thu có hai tập tính bẩm sinh phù hợp để khai thác: con trưởng thành hoạt động và bay tìm bạn tình vào ban đêm, phản ứng với pheromone giới tính do con cái tiết ra; đồng thời con trưởng thành cũng có tính hướng quang, bị thu hút bởi nguồn sáng mạnh trong đêm. (1)
3
Kết hợp đặt bẫy pheromone (thu hút và tiêu diệt con đực, giảm tỉ lệ giao phối) với bẫy đèn (thu hút và tiêu diệt cả con đực lẫn con cái đang hoạt động ban đêm, đồng thời theo dõi mật độ để biết khi nào cần can thiệp thêm), thay vì chỉ dựa vào một biện pháp riêng lẻ. (2)
4
Bẫy pheromone chỉ khai thác được tập tính sinh sản, có thể bỏ sót những con đực đã giao phối trước khi bị bẫy dụ hoặc những con cái không bị ảnh hưởng trực tiếp; bẫy đèn bổ sung bằng cách khai thác thêm tính hướng quang, bắt được cả hai giới, nên hai biện pháp hỗ trợ lẫn nhau thay vì trùng lặp. (3)
5
Kết hợp (1), (2), (3): Vậy biện pháp hợp lí là dùng đồng thời bẫy pheromone và bẫy đèn, khai thác cả tập tính sinh sản lẫn tính hướng quang của sâu keo mùa thu, giúp giảm quần thể sâu hại từ nhiều hướng mà không cần tăng lượng thuốc hoá học sử dụng trên ruộng ngô.

Sai lầm thường gặp

Sai lầm thường gặp là nghĩ bẫy pheromone hay bẫy đèn "tiêu diệt trực tiếp phần lớn sâu hại giống thuốc trừ sâu" — thực ra cơ chế của chúng chủ yếu là làm giảm khả năng sinh sản hoặc bắt một phần quần thể đang hoạt động, hiệu quả rõ rệt nhất khi dùng liên tục qua nhiều thế hệ sâu hại. Một nhầm lẫn khác là cho rằng kiểm soát sinh học "chậm nên không hiệu quả bằng thuốc hoá học" — thực ra kiểm soát sinh học không nhằm tiêu diệt tức thời mà nhằm duy trì cân bằng lâu dài giữa thiên địch và sâu hại, giảm phụ thuộc thuốc hoá học về dài hạn.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Huấn luyện động vật dựa trên điều kiện hoá hành động. Bẫy pheromone khai thác tập tính sinh sản của côn trùng, làm giảm tỉ lệ giao phối. Bẫy đèn khai thác tính hướng quang, vừa diệt vừa giúp dự báo mật độ sâu hại. Kiểm soát sinh học khai thác tập tính kí sinh, ăn mồi của thiên địch. Chăn nuôi nhân đạo thiết kế môi trường phù hợp tập tính xã hội và làm tổ của vật nuôi.

Suốt chương này, em đã thấy cảm ứng giúp cả thực vật lẫn động vật thích nghi với môi trường, chỉ khác nhau về tốc độ và cơ chế. Bài ôn tập sẽ ghép lại toàn bộ hai nhánh đó thành một bức tranh so sánh hoàn chỉnh, không đưa thêm nội dung mới.